CN105831800B - 一种提高烟叶品质的复合酶制剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高烟叶品质的复合酶制剂及其应用。复合酶制剂，由液体糖化酶、酸性蛋白酶、果胶酶、复合纤维素酶组成，其重量配比为(1～2):(1～3):(1～3):(2～4)。本发明的提高烟叶品质的复合酶制剂及其应用方法，可提高改善烟草感官质量，拓展烟叶原料在复合活性酶制剂配方中的使用范围，同时改善烟叶杂气、辣感、甜韵不足和香气不足等缺陷，扩大烟叶可用性和使用价值。

Description

一种提高烟叶品质的复合酶制剂及其应用

技术领域

本发明属于烟叶加工领域及生物酶制剂领域，具体涉及一种提高烟叶品质的复合酶制剂及其应用。

背景技术

烟草的色、香、味及可用性在很大程度上受到烟草的水溶性糖、蛋白质、烟碱、无机物等主要化学成分的影响，只有各种成分含量协调，烟草的品质才得以提高。烟草的基本成分含有纤维素、果胶、淀粉、蛋白质等，就烟草的内在品质而言，其化学成分在影响烟草感官质量上的作用是正反两方面同时存在的，在一定程度上对烟叶制品的感官质量具有一定的不良影响。以蛋白质为例，蛋白质是一种不利于感官质量的化学成分，烟叶中的蛋白质对烟气的感官质量帮助很少，而且是烟气中有害物质的前体，包括喹啉、氢氰酸等。但是，从其它方面来讲，蛋白质又是烟叶中客观存在不可缺少的成分，它的水解产物和进一步转化的产物是烟草致香物质的重要前体，另外蛋白质降解产生一系列较小分子的含氮化合物，对香气和口感产生各种各样的影响。同样的作用普遍存在烟草中所含有的其它物质。如：碳水化合物、核酸、细胞组织等。

降低烟草中纤维素、果胶、蛋白质、淀粉等物质在烟草中的含量，调整烟叶中各种成分含量使之协调，对提高烟草品质有重要作用。由于烟叶内源酶含量较少，在短时间内很难把这些成分调节到平衡状态，引入现代生物技术，采用复合活性酶制剂用于卷烟的制造就是为了最大化地使烟叶原料具备的稳定品质和良好的可用性，使其品质特征可符合消费者需求，提高烟草的感官质量。

而且，传统的滚筒干燥工艺与高温气流干燥工艺处理烟丝，都会引起香气的损失和口感的变化。且由于原料的不确定性，对烟叶在加工过程的品质损伤程度也不尽相同。生物复合活性酶制剂技术的应用，可引导烟叶在加工过程剔出对感官质量的不良影响因素，保留并提升内在品质。

近年来，烟草科技工作者对于生物酶技术在烟叶加工过程中的应用，做了诸多研究工作。烟叶中的淀粉和蛋白质对卷烟感官质量有不良影响，烟丝中的淀粉和蛋白质的酶降解实质是在一定温度、湿度和烟丝水分条件下，由相关酶的水解来完成的；对烟叶用酶处理后其感官质量有所改善，用以蛋白酶为主的复合酶制剂降解烟草蛋白质、果胶、纤维素等，减少蛋白质等燃烧时产生令人不愉快的烧羽毛样的气味和热解产生的HCN、喹啉等有害物质含量，利用微生物复合酶处理低档次烟叶，处理后的烟叶总糖，总蛋白质，总氮等指标均有改善，内在质量得到了提高。

阎克玉等在烟草加工过程中施加一定量的纤维素酶和果胶酶，在酶作用的最佳条件下，使部分细胞壁降解，提高了烟草的品质和使用价值；任军林等将高活性微生物转化酶包括糖化酶、纤维素酶、淀粉酶等用空气压缩罐喷洒于烟丝上，在室内温度22-30℃,相对湿度55％～65％的条件下，将烟丝处理2h以上，检查烟丝品质发现烟草品质明显改善；谢会雅等研究发现，单一施用中性酶对烤烟蛋白质的降解效果不理想，综合使用α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶在烟草的不同部位均有不同的最佳处理组合。

生物活性酶本身具有专一性的特点，使用同一种酶处理过的烟叶只能改善烟叶某一项品质缺陷，经过不同种类酶处理过的烟叶有不同程度的改善，很难找到一种可以同时改善烟叶杂气、辣感、甜韵不足和香气不足等缺陷的方法。因此，添加单品种修饰剂可作为各种酶对于样品烟丝的作用趋向，挑选其中对样品烟品质改善明显，个性特点明显的生物活性酶进行组合，使复合活性酶制剂发挥协同互补、协同增效的作用，使得生物柔性处理烟叶效果达到最佳，仍是本领域技术人员研究筛选的重点。研究和开发筛选复合酶以提高酶的作用效果，以改善烟叶品质还需深入研究。

发明内容

针对上述现有技术中关于提升烟叶品质的问题，本发明通过将现代生物修饰技术引入烟草的工艺加工过程中，利用生物活性物质的目标专一性，根据烟叶化学成分相近、感官质量相似的分组配方模块，经过功能筛选、活性重组等技术针对性地进行烟草生物工艺特别处理，改善烟草感官质量，拓展烟叶原料在配方中的使用范围，扩大烟叶可用性和使用价值。

本发明的目的之一在于提供一种提高烟叶品质的复合酶制剂，在烟叶加工过程中剔除对内在品质的不良影响因素(包括烟叶自身成分及加工过程影响因素)，能够实现同时改善烟叶杂气、辣感、甜韵不足和香气不足等缺陷。

本发明的另一目的在于提供上述复合酶制剂在改善烟叶品质及感官质量中的应用。

本发明的目的还包括提供一种改善烟叶品质及感官质量的方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

首先，针对目的一，本发明公开了一种提高烟叶品质的复合酶制剂，由液体糖化酶(GA-L)、酸性蛋白酶(GC106)、果胶酶(Ultra SP-L)、复合纤维素酶(Celluclast 1.5L)组成，其重量配比为(1～2):(1～3):(1～3):(2～4)。

在本发明过程中，酶处理过程，仅用一种外加酶对烟草进行品质调控是片面的，而同时添加两种或更多的酶，比仅加一种酶在改善烟草的化学成分、提高其吸味品质方面有更大的优势；然而，不同种类的酶以及不同来源的酶，其活性、自身特点等往往存在较大差异，如何筛选出有效组合、活性适中的生物活性酶的组合，使复合活性酶制剂发挥协同互补、协同增效的作用，发明人经过了大量的筛选工作，并对筛选到的酶的种类和来源以及配比进一步优化，得到了本发明所述的复合酶制剂。通过本发明所述复合酶的种类和来源进行优化选择，尤其是对于所选用的糖化酶的种类，发明人通过针对液体糖化酶(GA-L)、高效糖化酶(OPTIMAX 7525HP)、强效糖化酶(OPTIMAX 4060VHP)的比较筛选，通过感官质量评价认为液体糖化酶与其他复合酶的协同配合效果更优，不仅使得感官评吸甜润度改善明显，而且不影响香气质量和口感特性；而且考虑复合酶制剂的稳定性问题(目前,在烟草加工过程中添加生物酶制剂主要采用水溶液法，该方法中酶完全暴露在外界环境中，酶易受影响而失活，而液体酶常规条件下更容易保持酶的活性)；此外，为配合烟草本身弱酸性条件，本发明选取酸性蛋白酶及其他种类的偏酸性酶类，使其复合酶组合活性在弱酸性条件下活性最佳。

优选的实施方案中，本发明液体糖化酶、酸性蛋白酶、果胶酶、复合纤维素酶的重量配比为1:(1～3):(1～3):(2～4)。在复合酶种类和基本配比确定的基础上，发明人进一步研究发现，复合酶的配比发生变化，结合不同种类的烟叶，其仍会产生一定程度的差异性，具体的，虽然液体糖化酶相对含量的增加，会使得感官评吸甜润度改善明显，但有时并不利于整体感官效果的提升(包括香气特性—香气质量以及协调性等、烟气特性—烟气细腻度、成团性等，口感特性—刺激性、干净度等)，而在本优选的实施方案的配比条件下，可以同时有效的提升香气质感、细腻度、成团性，降低杂气和刺激，改善口腔舒适度等。

进一步优选的，本发明液体糖化酶、酸性蛋白酶、果胶酶、复合纤维素酶的重量配比为1:2:1:2、1:1:2:4、1:3:3:2、1:1:2:3或2:2:1:3。

其次，针对目的二，本发明公开了上述复合酶制剂在改善烟叶品质及感官质量中的应用。

优选的，所述应用中，将复合酶制剂以加料方式添加到烟丝中；具体的，复合酶制剂加入量为烟草质量的0.05％～0.5％。

优选的，上述复合酶应用于08山东B2F、06山东C3F、04山东X2L、05山东X3LX、06重庆B2F等烟叶品质及感官质量的改善。

再者，针对目的三，本发明公开了一种利用符合改善烟叶品质及感官质量的方法，所述方法包括：将复合酶制剂以加料方式添加到烟丝中，加入量为烟草质量的0.05％～0.5％；封闭环境进行酶处理过程；然后进行烟丝烘干和生物活性物灭活。

具体的，封闭环境进行酶处理过程为：复合酶制剂添加到烟丝中后密封置于生物培养箱内，在作用温度37～45℃恒温恒湿条件下保持反应3～5小时；

具体的，所述烟丝烘干工艺优选为薄板烘丝工艺。

本发明通过对多烟叶进行生物处理的实践得知，酶的添加量超过0.5％后，会使香气风格严重变调，烟气粗犷沉闷，刺激性劲头增大，而且还破坏内在品质。而用量在0.5％～0.05％之间，香气风格得以较好的保持，内在品质不同程度的提升，除杂降刺效果明显，改变趋势向好。

复合酶作用温度：每种酶在不同温度下的活力不同，没有一个固定的温度点，根椐每种酶的最适反应温度分布情况，主要在37℃～45℃。

复合酶作用时间：生物酶的催化作用是一个缓慢的过程。初级阶段：活性物质的激活和反应量能储备(0～1小时)；反应期：催化作用开始深化持续进行(2～3小时)；稳定期：反应曲线处于峰值(3～4小时)，后延期：(4～5小时)。

pH环境：本专利发明的复合活性酶制剂，在弱酸性条件下活性最佳。而烟草本身就为弱酸性，较适合于酶的活性，不需要对pH作特别调整。

本发明取得了以下有益效果：

(1)本发明通过筛选和优化，实现了不同来源酶催化协同效果的配合，获得了可用于提高烟叶品质的复合酶制剂；

(2)通过不同等级的烟叶经本发明复合活性酶制剂处理后，烟叶的香气特性、烟气特性和口感特性均得到一定程度的改善，其普遍具有：香气质感、细腻度和成团性提高，杂气和刺激降低，透发度有所提高且口腔舒适度改善；复合活性酶制剂为提高烟叶制品的感官质量，使烟叶的品质得到了提升。

本发明的提高烟叶品质的复合酶制剂及其应用方法，可提高改善烟草感官质量，拓展烟叶原料在复合活性酶制剂配方中的使用范围，同时改善烟叶杂气、辣感、甜韵不足和香气不足等缺陷，扩大烟叶可用性和使用价值；本发明所述方法不仅可以处理不同等级的烟叶，也同样适用于梗丝、再造烟叶或烟草薄片等。

附图说明

图1实例1样品红外图谱

图2实例2样品红外图谱

图3实例3样品红外图谱

图4实例2空白样品的电镜扫描图

图5实例2处理后样品的电镜扫描图

图6实例3空白样品的电镜扫描图

图7实例3样品处理后的电镜扫描图

具体实施方式

本发明实施例应用的酶制剂包括：

液体糖化酶GA-L，酶活力：100000WU/ml，外观：浅棕色，pH：3.0～5.0，酶活力定义：1ml酶在40℃、pH4.6的条件下，1小时水解可溶性淀粉产生葡萄糖1mg的酶量为1个酶活单位。

高效糖化酶OPTIMAX 7525HP，糖化酶活力：275GAU/g，普鲁兰酶活力：88ASPU/g，外观：浅棕色，pH：4.0～4.5，酶活单位定义：一个糖化酶活力单位GAU，是指在特定的测试条件下，从可溶性淀粉中每小时释放1克葡萄糖所需的酶量；一个耐酸性普鲁兰酶单位ASPU，是指在特定的ASPU检测方法的具体条件下每分钟释放以葡萄糖来表示的还原糖量的活力。

强效糖化酶OPTIMAX 4060VHP，普鲁兰酶活力：390ASPU/g，糖化酶活力：260GAU/g，外观：浅棕色pH：4.0～4.5，酶活单位定义：一个糖化酶活力单位GAU，是指在特定的测试条件下，从可溶性淀粉中每小时释放1克葡萄糖所需的酶量；一个耐酸性普鲁兰酶单位ASPU，是指在特定的ASPU检测方法的具体条件下每分钟释放以葡萄糖来表示的还原糖量的活力。

酸性蛋白酶GC106，活力：1000SAP/g，外观：棕色pH：3.5～4.5，酶活单位定义：一个SAPU是指在特定的分析条件下，每分钟从酪蛋白素释放出一微摩尔酪氨酸所需的酶量。

果胶酶Ultra SP-L，酶活力：26000PG/ml，外观：棕色pH：约4.5，酶活单位定义：其标准活力是通过检测pH3.5、温度20℃时果胶酸溶液粘度的降低来确定的。

复合纤维素酶Celluclast 1.5L，活力：700EGu/克外观：棕色，活力单位定义：EGu＝内葡聚糖单位。

实施例1

由液体糖化酶(GA-L)、酸性蛋白酶(GC106)、果胶酶(Ultra SP-L)、复合纤维素酶(Celluclast 1.5L)按重量比为1:2:1:2配成复合活性酶制剂。

将2008年山东B2F烟叶进行去梗、回潮处理，烟叶含水率控制在16％-18％之间。将调制好含水率的烟叶样品进行切丝，要求切丝宽度均匀。

将0.2％的复合酶制剂以加料方式添加到样品烟丝中，放入密封袋密封好，置于生物培养箱内，在40℃恒温恒湿条件下保持反应3小时后，取出烟丝样品以薄板烘丝工艺将烟丝烘干和生物活性物灭活。将样品烟丝卷制后进行感官评价，结果见表一所示；对样品分别进行红外分析，见图1所示。

实施例2

复合活性酶制剂制备方法和烟叶感官评价条件同实施例1，所不同的是液体糖化酶、酸性蛋白酶、果胶酶、复合纤维素酶按重量比为1:1:2:4配成复合活性酶制剂；烟叶为2006年山东C3F，样品烟丝卷制后进行感官评价，结果见表一所示。对样品分别进行红外分析，见图2所示；对空白样品进行电镜扫描，见图4所示；对处理后样品进行电镜扫描，见图5所示。

实施例3

复合活性酶制剂制备方法和烟叶感官评价条件同实施例1，所不同的是液体糖化酶、酸性蛋白酶、果胶酶、复合纤维素酶按重量比为1:3:3:2配成复合活性酶制剂；烟叶为2004年山东X2L，样品烟丝卷制后进行感官评价，结果见表一所示。对样品分别进行红外分析，见图3所示；对空白样品进行电镜扫描，见图6所示；对处理后样品进行电镜扫描，见图7所示。

实施例4

复合活性酶制剂制备方法和烟叶感官评价条件同实施例1，所不同的是液体糖化酶、酸性蛋白酶、果胶酶、复合纤维素酶按重量比为1:1:2:3配成复合活性酶制剂；烟叶为2005年山东X3LX，样品烟丝卷制后进行感官评价，结果见表一所示。

实施例5

复合活性酶制剂制备方法和烟叶感官评价条件同实施例1，所不同的是液体糖化酶、酸性蛋白酶、果胶酶、复合纤维素酶按重量比为2:2:1:3配成复合活性酶制剂；烟叶为2006年重庆B2F，样品烟丝卷制后进行感官评价，结果见表一所示。

通过红外光谱分析，样品经过复合酶制剂处理后不会影响其烟叶内部的基本组成；通过电镜分析，用生物酶处理过烟叶样品的组织纤维明显的比未处理过的样品疏松，并能发现有少量的细胞被打开；烟叶样品内部组织疏松，对提高烟叶的感官质量有重要的作用。

由不同等级的烟叶经复合活性酶制剂处理后，其香气特性、烟气特性和口感特性均得到一定程度的改善，其普遍具有：香气质感、细腻度和成团性提高，杂气和刺激降低，透发度有所提高且口腔舒适度改善。复合活性酶制剂为提高烟叶制品的感官质量，使烟叶的品质得到了提升。

其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (8)

1.一种以加料方式添加到烟丝中提高烟叶品质的复合酶制剂，其特征在于，由液体糖化酶、酸性蛋白酶、果胶酶、复合纤维素酶组成，其重量配比为（1～2）:（1～3）:（1～3）:（2～4）；

液体糖化酶 GA-L，酶活力：100000WU/ml，外观：浅棕色，pH：3.0~5.0，酶活力定义：1ml酶在40℃、pH4.6的条件下，1小时水解可溶性淀粉产生葡萄糖1mg的酶量为1个酶活单位；

酸性蛋白酶GC106，活力：1000SAP/g，外观：棕色 pH：3.5~4.5，酶活单位定义：一个SAP是指在特定的分析条件下，每分钟从酪蛋白素释放出一微摩尔酪氨酸所需的酶量；

果胶酶 Ultra SP-L，酶活力：26000PG/ml，外观：棕色 pH：4.5，酶活单位定义：其标准活力是通过检测pH3.5、温度20℃时果胶酸溶液粘度的降低来确定的；

复合纤维素酶Celluclast 1.5L，活力：700 EGu/克，外观：棕色，活力单位定义：EGu=内葡聚糖单位；

所述烟叶选自08山东B2F、06山东C3F、04山东X2L或05山东X3LX。

2.根据权利要求1所述的复合酶制剂，其特征在于，液体糖化酶、酸性蛋白酶、果胶酶、复合纤维素酶的重量配比为1:（1～3）:（1～3）:（2～4）。

3.根据权利要求1所述的复合酶制剂，其特征在于，液体糖化酶、酸性蛋白酶、果胶酶、复合纤维素酶的重量配比为1:2:1:2、1:1:2:4、1:3:3:2或1:1:2:3。

4.权利要求1-3任一项所述复合酶制剂在改善烟叶品质及感官质量中的应用，所述应用中，将复合酶制剂以加料方式添加到烟丝中，所述烟叶选自08山东B2F、06山东C3F、04山东X2L或05山东X3LX。

5.根据权利要求4所述应用，其特征在于，复合酶制剂加入量为烟草质量的0.05%～0.5%。

6.一种利用复合酶制剂改善烟叶品质及感官质量的方法，所述方法包括：将权利要求1-3任一项所述复合酶制剂以加料方式添加到烟丝中，加入量为烟草质量的0.05%～0.5%；封闭环境进行酶处理过程；然后进行烟丝烘干和生物活性物灭活；所述烟叶选自08山东B2F、06山东C3F、04山东X2L或05山东X3LX。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，封闭环境进行酶处理过程为：复合酶制剂添加到烟丝中后密封置于生物培养箱内，在作用温度37～45℃恒温恒湿条件下保持反应3～5小时。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述烟丝烘干采用薄板烘丝工艺。